内蒙古科技大学材料与冶金学院, 白云鄂博矿多金属资源综合利用重点实验室, 内蒙古 包头 014010
高能球磨法是材料制备过程中常用的方法, 通过物料在高速运转的过程中进行磨合而产生晶体空位缺陷, 实现元素的掺杂, 进而发生化学吸附或化学反应, 合成产生新的物相, 对于后续合成材料的性能有很大影响。 钡铁氧体具有良好的磁性能, 被用于功能材料制备的诸多领域。 采用高能球磨法制备钡铁氧体前驱体, 利用XRD, SEM和FTIR检测方法考察不同高能球磨时间下钡铁氧体前驱体物相、 微观形貌及官能团的变化规律, 并通过红外二阶导数光谱、 拟合平滑光谱计算法, 定量分析高能球磨过程中物相的变化规律。 XRD及SEM检测结果表明, 随球磨时间增加, 钡铁氧体前驱体各物相的衍射峰宽度变宽, 粉末细化, 晶格逐渐发生畸变, 产生晶体空位缺陷, 从而使Ba溶入Fe2O3晶格中生成BaxFe2-xO3的固溶体, 且产生吸附“团聚”现象; 当球磨时间大于40 h时, 发生“纳米尺寸效应”, 生成有磁性的Fe3O4及BaxFe3-xO4固溶体。 红外光谱分析结果显示, 随着球磨时间的增加, BaCO3和α-Fe2O3的特征峰均存在峰强减小、 峰位发生明显移动的规律, 表明随着球磨时间增加, BaCO3和α-Fe2O3颗粒粒度变小, 且发生化学吸附。 通过红外光谱的平滑拟合光谱和二阶导数光谱计算可知, 随球磨时间的增加, 各吸收峰面积均明显减小。 相对于球磨0 h, 在球磨10, 20和40 h后, 波数473 cm-1的Fe—O键振动吸收峰的峰面积分别减少48.84%, 65.97%和93.54%; 而在波数540 cm-1处的Fe—O键吸收峰的峰面积则分别减少37.11%, 51.76%和82.85%; 同理, 在波数856 cm-1处的O—C—O键的面内弯曲振动吸收峰的峰面积分别减少30.62%, 44.71%和67.10%; 在波数1 446 cm-1处的C—O键不对称伸缩振动峰的峰面积则分别减少0.03%, 27.63%和57.90%。 从定量分析的角度考察了钡铁氧体前驱体高能球磨过程中物相的变化规律并精准确定反应产物含量变化的百分比, 对于后续材料的合成与性能随钡铁氧体前驱体物相不同而发生变化的研究有重要的指导意义。
钡铁氧体前驱体 高能球磨 光谱拟合 二阶导数光谱 Barium ferrite precursors High energy ball milling Spectral fitting Second derivative spectrum 光谱学与光谱分析
2022, 42(5): 1634
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 天津大学 光电信息技术科学教育部重点实验室， 天津 300072
为了实现高重复频率和高功率的光脉冲，实验采用Er3+/Yb3+共掺双包层光纤作为增益介质，稳定的中心波长为976 nm的高功率半导体激光器作为泵浦源，利用非线性偏振旋转锁模技术，得到稳定的自起振锁模光脉冲。当泵浦功率为2.4 W时，激光器输出重复频率为8.829 MHz的连续锁模光脉冲，平均输出功率为52.5 mW，自起振锁模泵浦阈值功率为0.6 W，并观测到了稳定的高阶谐波锁模、调Q和调Q-锁模光脉冲输出。
光纤激光器 被动锁模 谐波锁模 双包层光纤 fiber laser passive mode-locking harmonic mode-locking double-clad fiber 强激光与粒子束
2011, 23(10): 2692
天津大学精密仪器与光电子工程学院， 天津大学教育部光电信息技术重点实验室， 天津 300072
论述了均匀加宽增益介质中利用净增益均衡原理同时输出双波长激光的可行性，使得双波长各自的损耗等于增益，抑制模式竞争，便可实现双波长输出。验证了上述原理，搭建的线型腔双波长掺镱光纤(YDF)激光器室温下可以实现单波长输出和双波长输出两种运转状态。单波长或者双波长输出时，转动体光栅角度，利用其分光谱和选波长的特性，均可使得波长分别在1013~1078 nm的范围内调谐。双波长同时输出时，其线宽分别约为0.012和0.020 nm，最大和最小波长间隔约为65.00和1.04 nm。双波长间隔较小时，双波长对彼此的抑制影响较间隔大时更为明显。双波长输出功率均衡稳定，最大输出功率可达40.7 mW。输出双波长时，该激光器可用于光子混频和拍频产生太赫兹辐射；输出单波长时，由于其波长可调谐的特性，该激光器可用作光学相干层析(OCT)的调谐光源。
激光器 双波长 波长调谐 增益均衡 掺镱光纤 中国激光
2011, 38(11): 1102004
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院,天津 300072
2 光电信息技术科学教育部重点实验室，天津 300072
3 School of Chemical and Biomedical Engineering,Nanyang Technological University,Singapore,637598
研究了低双折射光子晶体光纤中由光纤扭曲造成的圆双折射效应，并应用Sagnac干涉仪结构设计了扭曲传感器.在Sagnac环中的光子晶体光纤上施加机械压力引入初始线双折射并产生正弦干涉光谱，再扭曲光纤产生圆双折射使干涉光谱随扭曲角度移动.光谱峰值波长随扭曲角度变化符合Sinc函数关系，理论分析与实验相符.传感器灵敏度为1.00 nm/°，分比率为0.01°，并具有超低的温度系数-0.5 pm/℃.
光子晶体光纤传感器 扭曲传感器 低双折射光纤 Sagnac干涉仪 双折射 Photonic crystal fiber sensor Twist sensor Low birefringence fiber Sagnac interferometer Birefringence
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
3 School of Chemical and Biomedical Engineering, Nanyang Technological University, Singapore, 637598
提出一种使用磁性液体的新型光纤Sagnac磁场传感器。磁性液体具有磁致可变双折射效应和二向色性，在外加磁场作用下，液体中的磁性纳米粒子沿磁场方向结链规则排列，形成各向异性。将其制成液体薄膜，放入具有一段保偏光纤的Sagnac环中，使光纤Saganc干涉仪的正弦形状干涉光谱可随外磁场变化。光纤中传输光垂直经过磁性液体薄膜，在外加磁场与磁性液体薄膜平面平行时，传输光产生双折射现象，干涉光谱的峰值波长随着外加磁场的变化而变化。传感器灵敏度与磁性液体薄膜厚度有关，对于60 μm的磁性液体薄膜，灵敏度为16.7 pm/Oe(1 Oe≈79.578 A/m)，分辨率为0.60 Oe。而在外加磁场与磁性液体平面垂直时，干涉光谱的峰值波长几乎不随外加磁场的变化而变化。
光纤光学 光纤磁场传感器 Sagnac干涉仪 磁性液体 磁光效应 双折射
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院， 天津 300072
2 天津大学 光电信息技术科学教育部重点实验室， 天津 300072
3 School of Chemical and Biomedical Engineering, Nanyang Technological University, 637598, Singapore
提出了一种基于光子晶体光纤Sagnac干涉仪的横向压力传感器。使用的光子晶体光纤为低双折射光纤，首先预先在Saganc环中的光子晶体光纤上施加初始压力，使Sagnac干涉仪产生正弦干涉光谱，然后再将被测物体放在光子晶体光纤上，由于被测物体重力的作用，Saganc干涉仪输出的光谱产生移动，实现横向压力传感测量。传感器具有高灵敏度0.529 nm/(N·mm)及超低的温度系数-0.4 pm/℃，其环境温度的影响可以忽略。
光子晶体光纤传感器 压力传感器 Sagnac 干涉仪 低温度系数 phonic crystal fiber sensor lateral force sensor Sagnac interferometer ultralow temperature coefficent
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院,天津 300072
2 天津大学 光电信息技术科学教育部重点实验室,天津 300072
报道了Er3+/Yb3+共掺双包层光纤作为增益介质的全光纤环形腔激光器。用性能稳定,中心波长为976 nm的高功率半导体激光器作为抽运光源,利用光纤的非线性偏振旋转效应产生可饱和吸收体的锁模机制,通过调整抽运功率和偏振控制器的状态,实现了被动调Q,调Q锁模和连续锁模的运转状态,其中调Q重复频率7.583-32.86 kHz,连续锁模重复频率为8.843 MHz。实验还观察到各种运转状态的光谱都为带状光谱,对这种现象进行了简单的分析。
光纤激光器 被动锁模 非线性偏振旋转 双包层光纤 环形腔
